本書基于汽車智能化的大背景,從產品和用戶體驗的角度,系統(tǒng)地梳理了智能駕駛的技術原理、場景體系、功能體系、人機交互等內容,并提出一套有效的通用化智能駕駛產品設計和評價方法。本書可以指導智能駕駛的從業(yè)人員從用戶需求和應用場景出發(fā),基于產品化的理念,提升用戶對智能駕駛的使用體驗;同時,在行業(yè)內以及用戶群體中,形成對智能駕駛的體系化、統(tǒng)一化、清晰化的認知,從而促進行業(yè)交流,推進智能駕駛的進一步發(fā)展。
本書面向的讀者是:智能駕駛的設計、研發(fā)、測試評價的管理人員和技術人員;智能駕駛相關的投資、媒體等行業(yè)的從業(yè)人員;智能駕駛相關政策制定機構的專業(yè)人員;高校師生以及相關科研單位和咨詢機構的科技工作者。
這是一本在國內主機廠從事智能駕駛一線研發(fā)工作的產品經理為我們打造的一本智能駕駛產品研發(fā)手冊!智能駕駛技術如今發(fā)展得如火如荼,但相對百年歷史的汽車工業(yè)而言,也是一個新生事物。因此,在行業(yè)內從事研發(fā)工作的朋友們往往會遇到很多新問題和痛點,對于智能駕駛產品定義的理解也可謂百花齊放。
這樣一來,一方面,由于參與者眾多,并且行業(yè)內對智能駕駛的認知不統(tǒng)一,導致出現(xiàn)了各種各樣的標準、解讀和分類,缺乏統(tǒng)一的知識體系,不僅不利于行業(yè)內人員的交流,也給廣大用戶造成了困擾;另一方面,智能駕駛作為人工智能與汽車工程深度融合的新興方向,從業(yè)者需要基于傳統(tǒng)汽車的研發(fā)體系,引入人工智能、互聯(lián)網、大數據等領域的設計思路與開發(fā)模式,找準不同領域的優(yōu)勢與特點,充分挖掘,真正做到不同學科的深度交叉、融合,但由于目前智能駕駛在國內發(fā)展的時間有限,大部分開發(fā)者的做法,還是基于傳統(tǒng)汽車的功能開發(fā)模式,而少有從市場和用戶出發(fā),真正將用戶需求導入到智能駕駛的開發(fā)過程。
在這樣的背景下,本書綜合人工智能、產品設計、交互設計、車輛工程等多個領域的理論知識,結合作者在行業(yè)內的經驗積累和實際案例,直觀地展示智能駕駛產品設計與研發(fā)中所涉及的方方面面。本書的內容邏輯嚴謹、完善,同時也具備前瞻性和開放性,有利于讀者形成系統(tǒng)化的認知和發(fā)散性的思考;本書包含的知識面廣,分享的案例時效性強,是作者從業(yè)多年的成果展示,對于行業(yè)從業(yè)人員,極具參考價值;同時,本書通過圖片、表格等多種形式,直觀展示作者的觀點和論述,易讀易懂。
此外,本書作者還為讀者們準備了一手的數字化資源和視頻課程,便于讀者對于書中提出的場景體系有更深刻的理解。
總之,這是一本填補業(yè)內空白的著作,書中提出的不少研發(fā)理念和場景定義體系,都能夠為智能駕駛工程師、相關行業(yè)分析師、高校師生以及媒體行業(yè)的朋友們提供有益的參考。
汽車智能化的浪潮已經來臨,智能駕駛作為汽車智能化的核心,其市場競爭和技術競賽也日趨激烈,傳統(tǒng)主機廠與一級(Tier 1)供應商、造車新勢力、互聯(lián)網企業(yè)、科技公司等,都深度參與到智能駕駛的產品開發(fā)中,呈現(xiàn)出百花齊放的景象。
一方面,由于參與者眾多,并且行業(yè)內對智能駕駛的認知不統(tǒng)一,導致出現(xiàn)了各種各樣的標準、解讀和分類,缺乏統(tǒng)一的知識體系,不僅不利于行業(yè)內人員的交流,也給廣大用戶造成了困擾;另一方面,智能駕駛作為人工智能與汽車工程深度融合的新興方向,從業(yè)者需要基于傳統(tǒng)汽車的研發(fā)體系,引入人工智能、互聯(lián)網、大數據等領域的設計思路與開發(fā)模式,找準不同領域的優(yōu)勢與特點,充分挖掘,真正做到不同學科的深度交叉、融合,但由于目前智能駕駛在國內發(fā)展的時間有限,大部分開發(fā)者的做法,還是基于傳統(tǒng)汽車的功能開發(fā)模式,而少有從市場和用戶出發(fā),真正將用戶需求導入到智能駕駛的開發(fā)過程。
本書將互聯(lián)網領域的產品開發(fā)理念引入到乘用車智能駕駛的開發(fā)中,并充分考慮到汽車作為工業(yè)產品的特點,基于出行場景和用戶需求,系統(tǒng)、全面地論述智能駕駛產品的設計與評價,旨在建立一套體系化的乘用車智能駕駛產品設計與評價方案。本書將回歸智能駕駛的本質,即安全、高效地幫助駕駛員緩解駕駛疲勞,幫助智能駕駛的開發(fā)者,從出行場景和用戶需求出發(fā),打磨出好用、易用、可以放心用的智能駕駛產品,避免陷入單一的工程化思維和無意義的技術競賽,有利于推進智能駕駛的全面普及,提升用戶對智能駕駛的接受度與滿意度。
本書內容分為4篇,共13章。第1篇(第1~3章)介紹了智能駕駛的基本原理與模塊,并系統(tǒng)、全面地解讀智能駕駛各模塊的硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng),包括智能駕駛相關的零部件以及軟件、算法實現(xiàn)等內容。
第2篇(第4~6章)對智能駕駛的場景、功能與人機交互進行了系統(tǒng)的梳理和深入的研究,形成完善的場景、功能、交互體系,即人-車-路閉環(huán)體系。結合行業(yè)內現(xiàn)有對場景的研究和用戶日常出行的情況,本書建立了一套系統(tǒng)化的場景體系,并分類解讀各類常見的出行場景。在場景體系的基礎上,本書分析用戶在場景中的真實需求,建立了一套基于出行場景和用戶需求的智能駕駛功能體系;該功能體系與場景強相關,并能有效連接用戶需求與工程研發(fā),將用戶需求合理地轉化為產品開發(fā)目標。人機交互作為用戶體驗的重要影響因素,也是本書的重要研究內容,本書將分析智能駕駛的人機交互方式、途徑、內容,并介紹人機交互的現(xiàn)狀及未來趨勢,有利于提升用戶使用智能駕駛的直觀感受和體驗。
第3篇(第7~10章)基于智能駕駛的人-車-路閉環(huán)體系,根據第一性原理、從用戶出發(fā)、從場景出發(fā)、跨行業(yè)融合等先進的產品設計理念,按照智能駕駛產品設計的一般流程,建立了一套標準化的智能駕駛產品設計方法。在市場調研的基礎上,探討如何做好智能駕駛的產品規(guī)劃,并通過大量典型的功能實例,說明如何基于功能定義的原則,完成對智能駕駛功能的詳細定義,完整、清晰地描述智能駕駛功能的效果、邏輯、場景、交互等核心內容。
第4篇(第11~13章)基于智能駕駛的人-車-路閉環(huán)體系,從基于場景、系統(tǒng)全面、量化思維的評價理念出發(fā),參考行業(yè)內現(xiàn)有的對智能駕駛測試評價的研究成果,建立了一套標準化的智能駕駛產品評價體系,并將該評價體系應用于真實的產品測評案例,驗證該評價體系的通用性與有效性。一方面,這套評價體系可以用于研究市場上同類智能駕駛產品的表現(xiàn),分析現(xiàn)有產品的優(yōu)勢與不足;另一方面,可以用于智能駕駛產品的交付與驗收,評價自家產品的效果,指導產品的改進、優(yōu)化和迭代方向,持續(xù)提升用戶體驗。
本書綜合人工智能、產品設計、交互設計、車輛工程等多個領域的理論知識,結合作者在行業(yè)內的經驗積累和實際案例,直觀地展示智能駕駛產品設計與研發(fā)中所涉及的方方面面。本書的內容邏輯嚴謹、完善,同時也具備前瞻性和開放性,有利于讀者形成系統(tǒng)化的認知和發(fā)散性的思考;本書包含的知識面廣,分享的案例時效性強,是作者從業(yè)多年的成果展示,對于行業(yè)從業(yè)人員,極具參考價值;同時,本書通過圖片、表格等多種形式,直觀展示作者的觀點和論述,易讀易懂。
為了幫助讀者更好地理解書中內容,本書同步配套了數字化資源和視頻課程。其中,數字化資源是對本書第3篇和第4篇內容的擴展,提供了更多的智能駕駛產品案例以及產品測評的實拍視頻;視頻課程與書中的內容對應,直觀地講解了智能駕駛的產品方案與評價體系,并對智能駕駛的市場熱點進行了解讀。
由于智能駕駛的技術與市場發(fā)展迅速,本書難免存在信息滯后或不準確之處,懇請讀者對本書的內容提出寶貴意見,并對書中存在的錯誤及不當之處提出批評和修改建議,以便本書再版修訂時參考。
本書在成書過程中,得到了業(yè)內多位前輩、專家、朋友的指導和建議,尤其是本人的師長、同學、領導和同事們,更是耐心地為本書提供了重要的參考意見,讓本書的內容更加嚴謹、完善,在此特別致以感謝!
唐傳駿
唐傳駿,智能駕駛行業(yè)資深產品經理,曾先后在大型合資車企和造車新勢力從事研發(fā)與管理工作,長期致力于智能駕駛的產品設計、研發(fā)與測試評價,深度參與并負責多個智能駕駛的自研和工程落地項目,見證了國內智能駕駛從0到1的完整發(fā)展歷程。作者對智能駕駛開發(fā)的全流程有深刻的理解,尤其對智能駕駛的場景與功能、設計與評價有獨到的見解,具有扎實的理論基礎和豐富的實踐經驗,熟悉智能駕駛的行業(yè)進展與趨勢,已在業(yè)內發(fā)表技術類長文20余篇,并被多家媒體轉載
序
前言
第 1 篇 智能駕駛基礎
第1章 基 本 原 理.. 3
第2章 硬 件 系 統(tǒng).. 6
2.1 感知硬件..6
2.1.1 攝像頭 ..8
2.1.2 激光雷達 ..11
2.1.3 毫米波雷達 ..14
2.1.4 超聲波雷達 ..16
2.2 定位硬件.. 18
2.3 計算平臺.. 20
2.3.1 電子電氣架構 ..20
2.3.2 域控制器與芯片 ..22
2.4 線控底盤.. 23
2.4.1 線控轉向 ..24
2.4.2 線控制動 ..26
2.4.3 線控驅動 ..29
2.4.4 線控換檔 ..30
第3章 軟 件 系 統(tǒng)..32
3.1 車載地圖.. 32
3.1.1 標精地圖 ..32
3.1.2 高精地圖 ..33
3.2 底層操作系統(tǒng).. 35
3.3 中間層軟件.. 36
3.4 上層應用算法.. 37
3.4.1 感知算法 ..37
3.4.2 定位算法 ..42
3.4.3 決策規(guī)劃算法 ..45
3.4.4 控制執(zhí)行算法 ..47
第 2 篇 智能駕駛的人-車-路體系
第4章 場 景 體 系..54
4.1 場景定義與分類.. 54
4.2 建立出行場景庫.. 62
4.2.1 場景庫特點與原則 ..62
4.2.2 提取場景要素 ..64
4.2.3 分層構建場景 ..91
4.3 行車場景.. 92
4.3.1 半開放道路場景 ..93
4.3.2 全開放道路場景 ..102
4.4 泊車場景.. 110
4.4.1 水平泊車 ..111
4.4.2 垂直泊車 ..112
4.4.3 斜列泊車 ..113
4.4.4 泊車受限 ..114
4.4.5 泊車困難 ..115
第5章 功 能 體 系..117
5.1 量產功能盤點.. 117
5.2 建立智駕功能體系..120
5.2.1 分析用戶需求點 ..121
5.2.2 形成功能體系 ..122
5.3 智駕功能解讀.. 130
5.3.1 行車功能解讀 ..130
5.3.2 泊車功能解讀 ..134
5.3.3 主動安全功能解讀 ..138
第6章 交 互 體 系..144
6.1 交互方式與途徑..144
6.1.1 視覺交互 ..145
6.1.2 聽覺交互 ..151
6.1.3 觸覺交互 ..152
6.1.4 其他感官交互 ..153
6.2 交互內容.. 154
6.2.1 車-人交互 ..154
6.2.2 人-車交互 ..160
6.3 現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢..162
第 3 篇 智能駕駛產品設計
第7章 設 計 理 念..172
7.1 第一性原理.. 172
7.1.1 理論解讀 ..172
7.1.2 產品實踐 ..173
7.2 從用戶出發(fā).. 175
7.2.1 聚焦用戶需求 ..176
7.2.2 用戶思維導向 ..177
7.3 從場景出發(fā).. 182
7.3.1 深入典型場景 ..183
7.3.2 拓展邊緣場景 ..184
7.4 跨行業(yè)融合.. 184
第8章 市 場 調 研..186
8.1 競品對標.. 186
8.2 市場趨勢.. 193
8.3 用戶需求.. 196
第9章 產 品 規(guī) 劃..199
9.1 產品定位.. 199
9.2 產品路線圖.. 200
9.3 系統(tǒng)方案.. 203
第10章 功 能 定 義.. 208
10.1 功能原則.. 208
10.1.1 安全 ..208
10.1.2 合規(guī) ..210
10.1.3 舒適 ..214
10.1.4 高效 ..217
10.2 功能實例.. 218
10.2.1 自適應巡航 ..218
10.2.2 智能限速輔助 ..228
10.2.3 車道居中控制 ..233
10.2.4 智能變道 ..240
10.2.5 自動泊車 ..247
10.2.6 遙控泊車 ..257
第 4 篇 智能駕駛產品評價
第11章 評 價 理 念.. 262
11.1 基于場景.. 262
11.2 系統(tǒng)全面.. 263
11.3 量化思維.. 264
第12章 評 價 體 系.. 267
12.1 測評場景.. 267
12.1.1 行車測評場景 ..268
12.1.2 泊車測評場景 ..278
12.2 評價指標.. 284
12.2.1 行駛效果 ..284
12.2.2 交互效果 ..296
第13章 測 評 案 例.. 299
13.1 行駛效果測評..299
13.1.1 環(huán)境感知能力測評 ..299
13.1.2 智能化程度測評 ..303
13.1.3 安全性測評 ..305
13.1.4 可靠性測評 ..307
13.1.5 舒適性測評 ..309
13.1.6 行駛效率測評 ..311
13.1.7 專項測評 ..314
13.2 交互效果測評..315
13.2.1 交互方式與途徑測評 ..315
13.2.2 交互內容與風格測評 ..317
13.2.3 用戶信任度測評 ..324
13.3 測評結論.. 325
附錄.. 326
附錄A SAE分級標準..326
附錄B ODC與ODD..328
附錄C 縮寫詞匯總.. 329
參考文獻.. 336